CN208272061U - 一种储能电池组及电池储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种储能电池组及电池储能系统，包括：多个串联的电池模块，每个电池模块包括电池、主电路开关、保护电阻、过渡开关和隔离开关；电池、主电路开关、过渡开关和保护电阻串联，形成回路，隔离开关并联在保护电阻和过渡开关的两端；本申请在储能电池组中将每个电池划分至一个电池模块中，并在电池模块中增加用于隔离的主电路开关、过渡开关、隔离开关和保护电阻，通过控制各开关的得闭合和断开，搭建旁路，将问题电池隔离，同时确保储能电池组不会出现断路，提高了储能电池组载运时间，延长了储能电池组的使用寿命，减少了储能电池组的维护次数，也降低了运行成本。

Description

一种储能电池组及电池储能系统

技术领域

本实用新型涉及储能领域，特别涉及一种储能电池组及电池储能系统。

背景技术

由于废旧电池的处理存在污染，而生产生活离不开大量电池的使用，因此，为节约资源，减缓对环境的破坏，尽可能的对废旧电池进行可持续利用。

现有技术中，将退役的铅酸蓄电池进行修复重新利用到储能电池组中，从而使得退役的铅酸蓄电池也能继续使用，并保证输出功率，弱化单个铅酸蓄电池对整体的影响，但由于电池是退役后的铅酸蓄电池，储能电池组的单体电池容量和电压一致性处于不稳定的状态，整组电池在充电和放电的过程中会出现某节或某些单体电池的电压或容量过高或者过低的现象，常规的电池储能系统在出现这种情况时会将整组蓄电池退出运行。

因此，需要研发一种储能电池组能减少少量单体电池损坏对整体储能电池组造成的影响，提高储能电池组的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种储能电池组及电池储能系统，能减少少量单体电池损坏对整体储能电池组造成的影响，提高储能电池组的使用寿命。其具体方案如下：

一种储能电池组，包括：多个串联的电池模块，每个电池模块包括电池、主电路开关、保护电阻、过渡开关和隔离开关；

所述电池、所述主电路开关、所述过渡开关和所述保护电阻串联，形成回路，所述隔离开关并联在所述保护电阻和所述过渡开关的两端。

可选的，所述保护电阻阻值为0.033Ω，功率为30W。

可选的，还包括与所述隔离开关并联的备用支路，所述备用支路包括与所述隔离开关并联的备用开关。

本实用新型还公开了一种电池储能系统，包括前述的储能电池组和分别与所述储能电池组连接的储能双向变流器和电池管理系统。

可选的，还包括与每个电池模块相连，用于当与所述隔离开关连接的导线发生熔断后，报警的报警器。

可选的，所述电池管理系统，包括：

电池状态采集装置，用于采集所述储能电池组中电池的工作参数；

电池状态分析装置，用于利用所述工作参数得到电池的工作状态；

开关控制器，用于利用电池的工作状态，控制所述储能电池组中各种开关的断开和闭合。

本实用新型中，储能电池组，包括：多个串联的电池模块，每个电池模块包括电池、主电路开关、保护电阻、过渡开关和隔离开关；电池、主电路开关、过渡开关和保护电阻串联，形成回路，隔离开关并联在保护电阻和过渡开关的两端；本实用新型在储能电池组中将每个电池划分至一个电池模块中，并在电池模块中增加用于隔离的主电路开关、过渡开关、隔离开关和保护电阻，通过控制各开关的得闭合和断开，搭建旁路，将问题电池隔离，同时确保储能电池组不会出现断路，提高了储能电池组载运时间，延长了储能电池组的使用寿命，减少了储能电池组的维护次数，也降低了运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种储能电池组结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的另一种储能电池组结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的一种电池储能系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种储能电池组，参见图1所示，包括：多个串联的电池模块11，每个电池模块11包括电池B、主电路开关k1、保护电阻R、过渡开关k2和隔离开关k3；电池B、主电路开关k1、过渡开关k2和保护电阻R串联，形成回路，隔离开关k3并联在保护电阻R和过渡开关k2的两端；

具体的，多个电池模块11串联形成增压电路，弥补了单个退役电池B电压不稳或不足的情况，使整体储能电池组能够提供满足工作要求的电压，并稳定输出，再利用了退役电池B。

其中，在正常运行时，每个电池模块11中的主电路开关k1闭合，过渡开关k2和隔离开关k3断开，多个电池B串联，形成增压电路，稳定的输出电压；过渡开关k2和保护电阻R形成过渡支路，由于各电池模块11为串联，因此，隔离电池B的过程中，不能出现断路，会导致后续电池B无法供电，造成输出电压不稳，导致用电设备损坏，因此，在隔离电池B时，会存在同时闭合两个开关的情况，而这其中，如果主电路开关k1和隔离开关k3同时处于闭合状态，会造成电池B短路，从而导致线路熔断，造成断路，因此，在将电池B隔离过程中，需要先闭合过渡开关k2，最后再闭合隔离开关k3。

具体的，隔离电池B的过程包括在储能电池组运行期间利用检测装置检测每个电池B容量和电压，分析每节电池B的工作状态，一旦检测装置检测出运作中的电池B的工作状态超过预设的安全范围后，对该电池B进行隔离，通过PLC分别控制与该电池B对应的各开关，首先闭合过渡开关k2，在确保过渡开关k2闭合后，断开主电路开关k1，之后再闭合隔离开关k3，确保隔离开关k3闭合后，再断开过渡开关k2，完成对问题电池B的隔离，同时整个储能电池组正常运行。

可见，本实用新型实施例中在储能电池组中将每个电池B划分至一个电池模块11中，并在电池模块11中增加用于隔离的主电路开关k1、过渡开关k2、隔离开关k3和保护电阻R，通过控制各开关的得闭合和断开，搭建旁路，将问题电池B隔离，同时确保储能电池组不会出现断路，提高了储能电池组载运时间，延长了储能电池组的使用寿命，减少了储能电池组的维护次数，也降低了运行成本。

其中，保护电阻R的阻值可以为0.033Ω，功率可以为30W。

可以理解的是，为防止隔离过程中出现意外，导致隔离开关k3附近的导线出现熔断，电池模块11中还可以包括与隔离开关k3并联的备用支路，参见图2所示，备用支路包括与隔离开关k3并联的备用开关k4，当隔离开关k3附近的导线熔断后，可以由备用开关k4闭合后，通过备用支路，保证储能电池组的正常运行。

相应的，本实用新型实施例还公开了一种电池储能系统，参见图3所示，包括相互连接的储能双向变流器2、电池B管理系统3和前述实施例中的储能电池组1。

具体的，上述电池B管理系统3，可以包括：

电池状态采集装置31，用于采集储能电池组1中电池B的工作参数；

电池状态分析装置32，用于利用工作参数得到电池B的工作状态；

开关控制器33，用于利用电池B的工作状态，控制储能电池组1中各种开关的断开和闭合。

具体的，通过电池状态采集装置31采集储能电池组1中的电池B，实现自动化对储能电池组1中的电池B进行工作参数的采集，工作参数可以包括电池B的容量和电压，其中，电池状态采集装置31可以包括多个采集单元分别与储能电池组1中每个电池模块11对应，分别采集每个电池B的工作参数。

具体的，电池状态分析装置32根据电池B的工作参数，分析出电池B的健康状态即工作状态，从而判断电池B是否可以继续工作。

具体的，开关控制器33则根据电池B的工作状态，控制与电池B对应的开关，从而控制电池B是在储能电池组1中继续工作，还是被隔离；开关控制器33可以为可编程逻辑控制器。

其中，上述电池状态分析装置32，还用于判断储能电池组1中被隔离的电池B数量是否超过预设的隔离上限；

开关控制器33，还用于当电池状态分析装置32判定超过隔离上限，则将储能电池组1退出运行。

具体的，如果储能电池组1中问题电池B过多，若仍对全部问题电池B进行隔离，将会导致储能电池组1的输出电压低于用电设备要求，从而无法继续工作，因此，需要预先设定隔离上限，以确保储能电池组1的稳定输出。

具体的，可以由电池状态分析装置32判断被隔离的电池B数量是否超过预设的隔离上限；如果超过，则开关控制器33将储能电池组1退出运行。

其中，隔离上限可以设定为隔离电池B的数量，例如，最多隔离储能电池组1中20％的电池B，也可以检测储能电池组1输出的电压，当储能电池组1输出的电压低于预设的隔离上限，则开关控制器33将储能电池组1中全部开关断开，退出运行。

其中，上述开关控制器33隔离电池B的过程，可以包括步骤S1至S3；其中，

S1：闭合储能电池组1中的过渡开关k2，延时过渡开关k2的动作时间后，再断开主电路开关k1；

S2：延时主电路开关k1的动作时间后，再闭合隔离开关k3；

S3：延时隔离开关k3的动作时间后，再断开过渡开关k2。

可以理解的是，开关的闭合和断开均有虽然很短但仍有动作时间，因此，在保证隔离过程中不会出现断路的前提下，为进一步的提高隔离速度，减少问题电池B对储能电池组1的影响，隔离过程中闭合过渡开关k2，延时过渡开关k2的动作时间后，再断开主电路开关k1，延时主电路开关k1的动作时间后，再闭合隔离开关k3，延时隔离开关k3的动作时间后，再断开过渡开关k2。

例如，过渡开关k2的闭合动作时间为60ms，因此，在发出令过渡开关k2闭合的控制指令的60ms后，再断开主电路开关k1，主电路开关k1的断开动作时间为40ms，则在发出令主电路开关k1断开的控制指令的40ms后，闭合隔离开关k3，隔离开关k3的闭合动作时间为60ms，则在发出令隔离关闭合的控制指令的60ms后，再断开过渡开关k2，从而在保证储能电池组1在不出现断路的情况下，快速的完成对问题电池B的隔离。

当然，为安全起见也可以预先设置延时时间，例如，在过渡开关k2闭合后，延时100ms后，断开主电路开关k1，在断开主电路开关k1100ms后，闭合隔离开关k3，在闭合隔离开关k3100ms后，断开过渡开关k2。

当然，电池储能系统还可以包括报警器4，用于当与隔离开关k3连接的导线发生熔断后，报警；以及时提醒工作人员对储能电池组1进行维护或退出运行等操作。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种储能电池组，其特征在于，包括：多个串联的电池模块，每个电池模块包括电池、主电路开关、保护电阻、过渡开关和隔离开关；

所述电池、所述主电路开关、所述过渡开关和所述保护电阻串联，形成回路，所述隔离开关并联在所述保护电阻和所述过渡开关的两端。

2.根据权利要求1所述的储能电池组，其特征在于，所述保护电阻阻值为0.033Ω，功率为30W。

3.根据权利要求1所述的储能电池组，其特征在于，还包括与所述隔离开关并联的备用支路，所述备用支路包括与所述隔离开关并联的备用开关。

4.一种电池储能系统，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的储能电池组和分别与所述储能电池组连接的储能双向变流器和电池管理系统。

5.根据权利要求4所述的电池储能系统，其特征在于，还包括与每个电池模块相连，用于当与所述隔离开关连接的导线发生熔断后，报警的报警器。

6.根据权利要求4所述的电池储能系统，其特征在于，所述电池管理系统，包括：

电池状态采集装置，用于采集所述储能电池组中电池的工作参数；

电池状态分析装置，用于利用所述工作参数得到电池的工作状态；

开关控制器，用于利用电池的工作状态，控制所述储能电池组中各种开关的断开和闭合。